结冰风洞及其云雾环境模拟系统浅述

白鹏博

（中国航空规划设计研究总院有限公司 北京 100120）

摘 要：结冰风洞是飞行器结冰和防冰研究的主要地面试验设备。本文结合相关试验标准对结冰风洞的主要试验指标进行了分析阐述，并介绍了结冰风洞所需的配套设备；对结冰风洞中云雾环境模拟系统进行了初步设计；为结冰风洞及其配套设备的设计提供参考。

关键词：结冰风洞、云雾模拟；

引言

飞行器在大气中飞行时，可能会遇到到过冷水滴、冰晶等云雾环境，飞行器在此类云雾环境中可能在表面结冰，并逐渐堆积。飞行器结冰会影响到关键部件如机翼、尾翼前缘、发动机进气道、空速管等设备的正常工作，给飞行器带来严重安全隐患。因此中国民用航空规章第25部：运输类飞机适航标准（CCAR-25-R3）以及GJB241-2010《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》等对飞行器及发动机的结冰试验提出了明确要求。

飞行器结冰研究试验手段可以分为飞行试验和地面试验。飞行试验包括自然结冰条件下的飞行试验、人工模拟结冰条件下的飞行试验和带冰模的飞行试验。地面试验主要指在结冰风洞中开展的试验。与其他试验方法相比，结冰风洞试验具有经济、实用、先行、安全的突出优点，除与常规风洞类似对流场的要求外，结冰风洞中还对试验段云雾特性提出特殊的要求。

1 典型结冰风洞

世界范围内结冰风洞大约有20多座，其中最具有代表意义的是意大利航天研究中心（CIRA）结冰风洞。该风洞建成于2002年，共有四个试验段：风洞主试验段截面2.25m×2.35m（宽×高），最大Ma数0.4，最低温度-32℃；……